多维磁场实时扫描再现教学系统的设计与实现

利用LabVIEW语言将磁场采集装置和运动控制平台结合到一起，开发了一套可以对各类磁场进行自动扫描和实时再现的系统。该系统包括三维运动平台、多通道高斯计和上位机软件等。采集到的数据被实时存储到文件中，并以曲线图、二维强度图、三维矢量箭头图等多种形式在控制界面予以实时呈现，帮助使用者及时了解磁场信息。最后，利用该系统对用于磁悬浮实验的圆柱型磁铁阵列的外磁场分布进行了实际测量，清晰地展现了磁铁阵列的外磁场分布特征，证明了本系统的可行性和可靠性。     

HL-2A装置周围杂散磁场测量与分析

在装置外侧进行中性粒子测量和中性束注入实验时，为了更好的屏蔽外部磁场，需要准确测定设备周围的磁场分布情况，即HL-2A装置的励磁线圈在装置外侧产生的杂散磁场的分布情况，本实验主要完成该分布的测量与分析，这对于以后装置外杂散磁场的测量与分析方法的改进完善也有其独立的意义。     

一种基于双环差分结构的脉冲磁场传感器

雷击近场等强电场环境下的磁场测量是电磁脉冲测量技术中的难点之一,由于输出端结构的径向非对称性,传统的环天线很难避免电场干扰。针对于此,研制了一种基于双环差分结构的脉冲磁场传感器,该传感器由双环天线和光传输系统组成。根据近场电磁场量的分布特性,双环天线选择平行镜像对称放置的方式,从而能够将终端电压区分为磁场响应分量和电场响应分量,再通过末端差分电路即可去除电场响应分量,得到纯净的磁场响应分量。试验表明,在邻近雷击环境模拟装置中,双环传感器相较于单环传感器具备更强的抗电场干扰能力,能够实现磁场的准确测量。     

基于磁荷面分布的舰船磁场预测方法

利用等效源观点, 把钢铁建造的舰船船体视为等效磁荷面分布, 建立了该分布与磁场传感器测量值之间应满足的第一类Fredholm积分方程, 然后利用广义逆矩阵对积分方程离散化后得到的线性方程组进行求解, 并以矩阵条件数来衡量方程组的病态程度, 最后利用求解得到的磁荷分布来预测舰船在空间中任意点上产生的磁场. 数值模拟表明该方法可以准确地识别磁性从而得到精确的磁场预测值. 最后利用一个船模实验验证了本方法. 关键词： 舰船 磁场 磁荷 积分方程     

亥姆霍兹线圈轴线磁场计算机测量实验研究

亥姆霍兹线圈产生的磁场具有广泛的物理应用。利用霍尔传感器件,研究制作了具有USB2．0数据通讯接口的高速磁场数据测量装置,编写了磁场数据采集处理程序,设计了中心距可调的亥姆霍兹线圈并用所研制的仪器进行了轴向磁场分布测量。结果表明：该实验装置测量精度高,实时性好,实验手段先进,可扩展为多个设计性物理实验。     

智能磁场测量仪的原理和设计

阐述了基于光栅传感器和霍尔传感器以及单片机技术的智能化磁场测量仪的工作原理和设计方法.增加了光栅位移传感器测量位移,利用8032单片机内部功能,结合传感器技术,实现工作电流和励磁电流自动切换.该仪器可实现自动对螺线管内逐点霍尔电压和磁感应强度的实时测量以及清晰显示磁场分布曲线等功能.     

脉冲弦线磁场测量方法的实验研究

介绍了脉冲弦线磁场测量方法的基本原理和实验装置，研究了脉冲电流宽度对测量结果的影响，观测到双波叠加的新现象。该现象很好地解释了零信号的产生原因，并由此可以确定测量磁场二次积分时的脉冲电流宽度。     

激光差拍波等离子体加速装置中约束磁场的计算研究

通过对等离子体发生器建立三维模型,计算得到磁场在该装置中的分布情况。所得结果与实际测量基本一致,从而说明所建模型的合理性。通过调节一些参数,对该模型进一步搞清了导致等离子体发生器中真实磁场较实验设计要求偏低的主要原因,并提出了相应的改进方案。     

激光差拍波等离子体加速装置中约束磁场的计算研究

 通过对等离子体发生器建立三维模型,计算得到磁场在该装置中的分布情况。所得结果与实际测量基本一致 ,从而说明所建模型的合理性。通过调节一些参数,对该模型进一步搞清了导致等离子体发生器中真实磁场较实验设计要求偏低的主要原因,并提出了相应的改进方案。     

EAST真空室内磁场模型的建立与验证

利用毕奥萨伐尔定律,通过对EAST内部等离子体电流的运动状态的研究,建立了EAST内部的磁场数学模型,并利用Matlab对实验数据的拟合分析,对模型进行了分析验证。通过误差分析,进而改进模型,研究表明改进后的模型与实验数据能较好吻合,误差较小。相关研究和结论对托卡马克真空室内磁场测量具有一定的指导意义,为进一步研究基于MEMS技术的超导托卡马克装置电磁测量诊断系统的微纳磁敏传感器奠定理论基础。     

磁阻尼多功能演示仪(Ⅱ型)

将磁阻尼演示仪与PASCO力传感器相连,通过计算机采集数据,实现对磁阻尼振动若干物理过程的演示,并且用简化模型分析了阻尼振动的物理过程.     

亥姆霍兹线圈磁场分布及其测量

采用美国PASCO公司生产的＂科学工作室＂物理实验系统重新设计了亥姆雷兹线圈磁场实验,以定量分析的实验形式,弥补了传统方法测量亥姆霍兹线圈磁场的不足,同时也体现了PASCO科学工作室在实验数据采集方面具有传统方法不可比拟的优点。     

基于PASCO实验平台的地球磁场测量

基于PASCO实验平台的软件和计算机接口,利用高灵敏度磁场传感器对地球磁场的强度及磁倾角等相关参量进行测量与分析。实验结果表明,该测量方法操作简单,精确度较高,实用性很强。通过轻松的实验过程对地球磁场等不易感知的弱磁场有了一个清晰直观的认识。     

用PASCO仪器做碰撞演示实验

介绍了用PASCO仪器做碰撞演示实验的特点和原理，并对实验数据进行了分析和处理。     

Design of a silicon-based plasmonic optical sensor for magnetic field monitoring in the infrared

Surface plasmon resonance (SPR) sensor chip is proposed for magnetic field monitoring in the infrared wavelength region. The structure is based on silicon substrate and gold as SPR-active metal used with an appropriate magnetic fluid film. The angular interrogation method has been used to study the sensor’s performance in terms of large shift and small width of the SPR curve for a wide range of magnetic field between 30 and 220 Oe. The effect of field incidence angle is also studied on the proposed sensor’s performance, and it is observed that the field should be incident as parallel to the magnetic fluid surface as possible. Any possibility of oxidation problem to the proposed SPR sensor is addressed by using a stable buffer layer. All the performance parameters were found to be significantly large for the above field incidence condition. The proposed sensor is able to achieve a resolution of the order as high as 0.18 Oe for magnetic field detection.     

磁体与非磁性运动导体相互作用之讨论

通过分析磁体与非磁性运动导体间的相互作用,发现了一种由非磁性运动导体驱动永磁体转动的非接触驱动方式.从分子环流模型出发,利用毕奥-萨伐尔定律,给出了所用矩形永磁体的磁场分布解析表达式,对运动导体处于永磁体下方5 mm处时永磁体的受力做了定量计算.对相互作用中的磁悬浮效应做了新的解释,澄清了PASCO公司对"磁悬浮实验装置"中由电磁感应产生的物理现象在原理解释上的模糊之处.     

光学设计性实验研究

介绍PASCO实验平台在光学设计性实验中的应用。在PASCO实验平台上设计并完成了单缝衍射、双缝干涉和偏振等实验。用软件对数据采集处理,得出光强与位置关系曲线图。展示了PASCO平台在光学设计实验中的便捷与优势。     

Using a nanoscale extraordinary hall effect sensor to measure the tip field of a magnetic cantilever

The spatial distribution of the magnetic field around the tip of a magnetic cantilever coated with a cobalt film 50 nm thick is investigated using an FePt extraordinary Hall effect sensor. The magnetic field’s dependence on the distance between the sensor’s surface and the MFM cantilever is measured and found to be inversely proportional to the cubic distance, as predicted in theory. The magnetic field measured on the MFM cantilever tip is found to be 0.02 T.     

基于PASCO平台的法拉第磁光效应实验

基于PASCO实验平台设计了能在弱磁场下完成的法拉第磁光效应实验,实验装置简单易操作,并能较准确地测定费尔德常量和电子的比荷等.     

Preparation of cold ions in strong magnetic field and its application to gas-phase NMR spectroscopy

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) technique is widely used as a powerful tool to study the physical and chemical properties of materials. However, this technique is limited to the materials in condensed phases. To extend this technique to the gas-phase molecular ions, we are developing a gas-phase NMR apparatus. In this note, we describe the basic principle of the NMR detection for molecular ions in the gas phase based on a Stern-Gerlach type experiment in a Penning trap and outline the apparatus under development. We also present the experimental procedures and the results on the formation and the manipulation of cold ions under a strong magnetic field, which are the key techniques to detect the NMR by the present method.